KR101742541B1 - NaxIn1SyClz 버퍼 층을 갖는, 박막 태양 전지를 위한 층 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칼코게나이드 반도체를 함유하는 흡수체 층(4), 흡수체 층(4) 상에 배치된 버퍼 층(5)을 포함하고, 여기서 버퍼 층(5)이 0.05≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.5이고, 1≤y<2이며, 0.6≤x/z<1.4인 NaxIn1SyClz를 함유하는 박막 태양 전지를 위한 층 시스템(1)에 관한 것이다.

Description

NaxIn1SyClz 버퍼 층을 갖는, 박막 태양 전지를 위한 층 시스템{LAYER SYSTEM FOR THIN FILM SOLAR CELLS HAVING AN NaxIn1SyClz BUFFER LAYER}
본 발명은 박막 태양 전지를 위한 층 시스템 및 층 시스템의 제조방법에 관한 것이다.
태양 전지 및 태양광 모듈을 위한 박막 시스템은 충분히 알려져 있고, 기판 및 그 위에 사용된 재료에 따라 다양한 설계로 시판되고 있다. 재료들은, 입사 태양광 스펙트럼이 최대로 사용되도록 선택된다. 물리적 성질 및 기술적 처리 특성 때문에, 비결정성, 미세형태성(micromorphous), 또는 다결정성 규소, 텔루륨화 카드뮴(CdTe), 비소화 갈륨(GaAs), 구리 인듐(갈륨) 셀레니드 황화물(Cu(In,Ga)(S,Se)2), 및 구리 아연 주석 술포셀레니드(케스터라이트(kesterite)의 그룹으로부터 CZTS)뿐만 아니라 유기 반도체를 갖는 박막 시스템이 특히 태양 전지에 적합하다. 5원 반도체 Cu(In,Ga)(S,Se)2는 종종 CIS(구리 인듐 디셀레니드 또는 구리 인듐 디술피드) 또는 CIGS(구리 인듐 갈륨 디셀레니드, 구리 인듐 갈륨 디술피드, 또는 구리 인듐 갈륨 디술포셀레니드)로 불리는 황동석 반도체의 그룹에 속한다. 약어 CIGS에서, S는 셀레늄, 황 또는 이들 두 개의 칼코겐의 혼합물을 나타낼 수 있다.
Cu(In,Ga)(S,Se)2을 기본으로 한 현재의 박막 태양 전지 및 태양광 모듈은 p-전도성 Cu(In,Ga)(S,Se)2 흡수체 층과 n-전도성 전면 전극 사이의 버퍼 층을 필요로 한다. 전면 전극은 통상적으로 산화아연(ZnO)을 포함한다. 현재까지의 지식에 따르면, 이러한 버퍼 층은 흡수체 재료와 전면 전극 사이의 전자 순응(electronic adaptation)을 가능하게 한다. 또한, 버퍼 층은 DC-마그네트론 스퍼터링에 의한 전면 전극의 침착이라는 후속적인 공정 단계에서 스퍼터링 손상에 대해 보호해 준다. 부가적으로, p- 및 n-반도체 사이에 높은-옴(high-ohm) 중간 층을 구성함으로써, 전류가 전기적으로 우수한 전도성 구역으로부터 열등한 전도성 구역으로 새어 나가는 것을 방지한다.
지금까지, 황화 카드뮴(CdS)이 버퍼 층으로서 가장 빈번하게 사용되어 왔다. 전지의 우수한 효율을 만들어 낼 수 있도록, 지금까지 황화 카드뮴은 화학욕 공정(CBD 공정), 즉 습식 화학 공정으로 침착되어 왔다. 그러나, 이와 관련하여, 습식 화학 공정이 Cu(In,Ga)(S,Se)2 박막 태양 전지의 현재의 제조 공정 사이클에 잘 맞지 않는다는 단점이 있다.
CdS-버퍼 층의 추가의 단점은 그것이 독성 중금속 카드뮴을 포함한다는 데에 있다. 이는 생산 공정에서, 예를 들어 폐수를 폐기하는 데에 안전 예방책을 더욱 강화해야 하기 때문에 더 높은 생산 비용을 만들어 낸다. 지역 법률에 따라, 제작자가 제품을 회수하거나, 폐기하거나, 재활용하도록 강제될 수 있기 때문에, 제품의 폐기는 소비자에게 더 큰 비용을 유발할 수 있다. 결과적인 비용은 소비자에게로 전가될 것이다.
결과적으로, 황화 카드뮴으로 만들어진 버퍼에 대한 다양한 대안이 Cu(In,Ga)(S,Se)2 반도체의 계열로부터의 상이한 흡수체에 대해 시험되어 왔으며, 예를 들어, 스퍼터링된 ZnMgO, CBD에 의해 침착된 Zn(S,OH), CBD에 의해 침착된 In(O,OH) 및 원자 층 침착(ALD), 이온 층 기체 침착(ILGAR), 분사 열분해(spray pyrolysis), 또는 물리적 증기 침착(PVD) 공정, 예컨대 열 침착 또는 스퍼터링에 의해 침착된 황화 인듐이 있다.
그러나, 이러한 재료는 여전히 Cu(In,Ga)(S,Se)2를 기본으로 한 태양 전지를 위한 버퍼로서 상업적 용도로 적절하지 않은데, 왜냐하면 이들이 CdS 버퍼 층을 사용하는 것과 동일한 효율을 달성하지 못하기 때문이다. 상기 효율은 태양 전지에 의해 생성된 전력에 대한 입력 전력의 비를 말하고, 연구실용 전지의 경우 CdS 버퍼 층에 대해 작은 면적 상에서 약 20% 만큼 크고 대형-면적 모듈의 경우 10% 내지 15%이다. 또한, 대안적인 버퍼 층은 빛, 열 및/또는 수분에 노출될 때, 과도한 불안정성, 이력 효과 또는 효율 저하를 나타낸다.
CdS 버퍼 층의 또 다른 단점은 황화 카드뮴이 대략 2.4 eV의 직접 전자 밴드갭을 갖는 직접 반도체라는 사실에 근거한다. 결과적으로, 이미 몇 10 nm의 CdS-필름 두께를 갖는 Cu(In,Ga)(S,Se)2/CdS/ZnO 태양 전지에서, 입사광은 상당 부분 흡수된다. 버퍼 층에서 흡수된 빛은 전기적 수득(electrical yield) 때문에 소실되는데, 왜냐하면 이러한 층에서 발생된 전하 캐리어가 바로 재결합하고, 헤테로접합의 이러한 대역에서 그리고 재결합 중심으로서 작용하는 버퍼 재료에서 많은 결정 결함이 존재하기 때문이다. 결과적으로, 태양 전지의 효율이 감소하고, 이는 박막 태양 전지에 있어서 불리하다.
황화 인듐을 기본으로 한 버퍼 층을 갖는 층 시스템은 예를 들어, WO 2009141132 A2로부터 공지되어 있다. 층 시스템은 CIGS 계열, 및 특히 Cu(In,Ga)(S,Se)2의 황동석 흡수체를 황화 인듐의 버퍼 층과 함께 포함한다. 황화 인듐(InvSw) 버퍼 층은 예를 들어, v/(v+w)=41% 내지 43%의 인듐이 약간 풍부한 조성을 갖는다. 황화 인듐 버퍼 층은 예를 들어 열 침착, 전자 빔 침착, 이온 층 기체 반응(ILGAR), 캐쏘드 스퍼터링(스퍼터링), 원자 층 침착(ALD), 또는 분사 열분해에 의해, 다양한 비-습식 화학적 방법으로 침착될 수 있다.
그러나, 지금까지 이러한 층 시스템 및 제조 방법의 개발에서, 황화 인듐 버퍼 층을 갖는 태양 전지의 효율이 CdS 버퍼 층을 갖는 것의 효율보다 낮다는 것이 입증되었다.
문헌[Iver Lauermann et al.: "Synchrotron-based spectroscopy for the characterization of surfaces and interfaces in chalcopyrite thin-film solar cells", Solar Energy Materials and Solar Cells, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, NL, Vol. 95, No. 6, 17 Dec. 2010, pp 1495-1508]에는, Na-함량이 본 발명에 청구된 범위 밖에 있는 Na-함유 버퍼 층을 갖는 층 시스템이 나타나 있다. 본 발명에 청구된 범위는 라우어만(Lauermann) 등의 배치로 수득될 수 없다.
문헌[Baer M. et al.: "Deposition of In2S3 on Cu(In,Ga)(S,Se)2 thin film solar cell absorbers by spray ion layer gas reaction: Evidence of strong interfacial diffusion", Applied Physics Letters, AIP, American Institute of Physics, Melville, NY, US, Vol. 90, No. 13, 29 March 2007, pp 132118-1-132118-3]에는 Na-함량이 본 발명에서 청구된 범위 밖에 있는, Na-함유 버퍼 층을 갖는 층 시스템이 나타나 있다. 본 발명에서 청구된 범위는 바르(Baer) 등의 배치로 수득될 수 없다.
결론적으로, 본 발명의 목적은 높은 수준의 효율 및 높은 안정성을 갖는, 버퍼 층을 갖는 칼코게나이드 화합물 반도체를 기본으로 한 층 시스템을 경제적이면서도 환경적으로 안전한 제조 방법으로 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 층 시스템에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 유리한 향상점은 종속항으로부터 도출된다.
본 발명은 또한 박막 태양 전지를 위한 층 시스템의 제조방법을 포함한다.
본 발명에 따른 층 시스템의 용도가 추가의 청구항에 나타나 있다.
본 발명에 따른 층 시스템은 적어도
- 칼코게나이드 화합물 반도체를 함유하는 흡수체 층,
- 흡수체 층 상에 배치된 버퍼 층을 포함하고,
여기서, 버퍼 층은 0.05≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.5이고, 1≤y≤2이며, 0.6≤x/z≤1.4인 NaxIn1SyClz를 함유한다.
본 발명에 따른 층 시스템에서, 값 x = 0.2는 나트륨 함량에 대해 배제된다.
본 발명자들의 조사로 놀랍게 나타난 바와 같이, 황화 인듐-함유 버퍼 층에서 나트륨 및 염소의 부가를 통해 태양 전지의 효율에서 뚜렷한 증가를 측정할 수 있었다.
버퍼 층의 원소 들이, 각각의 경우, 상이한 산화 상태로 존재할 수 있기 때문에, 모든 산화 상태는 달리 명확하게 지시하지 않으면 원소의 명칭 다음에 인용한다. 결과적으로, 용어 나트륨은, 예를 들어 원소 나트륨 및 나트륨 이온뿐만 아니라 화합물 내의 나트륨을 의미한다.
지수 x는 버퍼 층에서 인듐의 양에 대한 나트륨의 양의 비를 나타내고 이는 태양 전지의 효율을 위해서 중요하다. 순수한 황화 인듐 버퍼 층과 비교한 효율에서의 뚜렷한 증가가 이미 0.05≤x≤0.5의 범위에서 측정되었다.
본 발명에 따른 층 시스템의 유리한 실시양태에서, 0.1≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.3이다. 이들 값에 대해, 15% 만큼 특히 높은 효율을 측정할 수 있었다.
버퍼 층에서 나트륨의 최적 양은 흡수체 층에서 나트륨의 총 양보다 명백히 위에 있다. 그러나, 흡수체 층에서 나트륨의 양은 제조 공정에 의존한다. 흡수체 층으로부터 나트륨은 비교적 이동성이다. 발명자들은, 나트륨 및 염소의 동시 공급이 나트륨을 버퍼 층에서 결합시킨다고 추정한다. 동시에, 버퍼 층에서 나트륨의 존재는 나트륨이 흡수체 층으로부터 버퍼 층 안으로 밖으로 확산되는 것을 막는다.
지수 y는 1 내지 2이다. 지수 y는 인듐의 양에 대한 황의 양의 비를 나타낸다. 본 발명에 따른 층 시스템의 유리한 실시양태에서, 1.3≤y≤1.5이다. 이들 값에 있어서, 특히 높은 효율을 측정할 수 있었다. 특히 높은 효율이 약간 인듐-풍부 버퍼 층에 대해 측정되었다. 여기서, "인듐-풍부"란 황에 대한 인듐의 상대적 비율이 In2S3의 화학량론적 비에서보다 크고 따라서 y < 1.5를 유지한다는 것을 의미한다. 본 발명의 또 다른 유리한 실시양태에서, 버퍼 층은 비결정성으로 형성된다.
비 x/z는 0.6 내지 1.4이고 바람직하게는 0.8 내지 1.2이다. 이들 값에 대해, 특히 높은 효율을 측정할 수 있었다. 나트륨 및 염소가 염화 나트륨으로부터 첨가될 때, 비 x/z는 대략 1이다. 약간 더 높은 나트륨 분율은 예를 들어 흡수체 층 또는 유리 기판으로부터 나트륨의 안쪽으로의 확산으로부터 초래될 수 있다.
0.05≤x≤0.5의 범위에 대해, 버퍼 층에서 염화 나트륨의 몰 분율은 대략 2 원자-% 내지 20 원자-%이다. 예를 들어, x = 0.2, y = 1.4 및 x/z = 1에 대해 버퍼 층에서 염화 나트륨의 몰 분율은 대략 7.1 원자-%이다. 여기서, 원자-%로의 몰 분율은, 버퍼 층의 모든 원소들의 물질의 양의 합계를 기본으로 한 어떤 물질의 양의 분율을 의미한다.
본 발명에 따른 버퍼 층의 유리한 실시양태는 10 nm 내지 100 nm, 바람직하게는 20 nm 내지 60 nm의 층 두께를 갖는다.
또 다른 유리한 실시양태에서, 본 발명에 따른 버퍼 층은 ≤10 원자-%의 산소의 몰 분율을 함유한다. 산소는 사용된 물질, 예를 들어 황화 인듐 및 염화 나트륨이 흡습성이기 때문에 불순물로서 나타날 수 있다. 산소는 또한 코팅 장치로부터 잔류성 수증기를 통해 도입될 수 있다. 버퍼 층에서 산소의 ≤ 10 원자%의 몰 분율에 의해, 태양 전지의 높은 효율이 보장될 수 있다.
또 다른 유리한 실시양태에서, 본 발명에 따른 버퍼 층은 ≤ 10 원자-%의 구리의 몰 분율을 함유한다. 구리는 흡수체 층으로부터 버퍼 층 안으로 확산될 수 있다. 그러나, 비교적 다량의 구리의 안쪽으로의 확산은, 버퍼 층의 밴드 갭이 구리에 의해 감소되기 때문에 불리하다. 결과적으로 버퍼 층에서 빛의 흡수가 증가하고 따라서 효율이 감소한다. 본 발명자들의 실험이 보여주었듯이, 버퍼 층에서 나트륨의 사용은 버퍼 층으로의 구리의 안쪽으로의 확산을 유리하게 억제하는 결과를 가져 온다. 이는 나트륨과 구리가 황화 인듐 격자 안에서 동일한 자리라고 가정하고 이들 자리가 나트륨에 의해 점유된다는 사실에 의해 설명될 수 있다. 버퍼 층에서 구리의 몰 분율 ≤ 10 원자-%에 의해, 태양 전지의 높은 효율이 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 층 구조의 유리한 실시양태에서, 버퍼 층은 나트륨, 염소, 인듐, 황, 산소, 및 구리 이외에 다른 원소는 실질적인 분율로 갖지 않는다. 이는, 버퍼 층에 예를 들어 탄소와 같은 다른 원소들이 제공되지 않고, 버퍼 층이 제조 기술에 기인하여 불가피하게 기껏해야 ≤ 1 원자-%의 다른 원소들의 몰 분율을 함유한다는 것을 의미한다. 따라서, 태양 전지의 높은 효율이 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 층 시스템의 유리한 실시양태에서, 버퍼 층에서 나트륨 및 염소의 국부적 분율은 일정하지 않은 깊이 프로파일을 갖는다. 본 발명의 문맥에서, "깊이 프로파일"이란 층 구조물의 층에 대해 수직인 방향을 말하고, 이는 층 구조물의 개별적인 층들의 두께에 평행한 방향을 의미한다. 특히, 버퍼 층에서 나트륨 및 염소의 분율은 흡수체 층을 향하는 표면으로부터 버퍼 층의 내부로 갈수록 감소하는 구배를 갖는다. 전체 버퍼 층에서 개별적인 원소의 몰 분율은 본 발명에 청구된 범위 안에 있다.
본 발명에 따른 층 시스템의 유리한 실시양태에서, 흡수체 층은 칼코게나이드 화합물 반도체 Cu2ZnSn(S,Se)4 또는 Cu(In,Ga,Al)(S,Se)2, 바람직하게는 CuInSe2, CuInS2, Cu(In,Ga)Se2 또는 Cu(In,Ga)(S,Se)2를 함유한다. 본 발명에 따른 층 시스템의 또 다른 유리한 실시양태에서, 흡수체 층은 실질적으로 칼코게나이드 화합물 반도체 Cu2ZnSn(S,Se)4 또는 Cu(In,Ga,Al)(S,Se)2, 바람직하게는 CuInSe2, CuInS2, Cu(In,Ga)Se2 또는 Cu(In,Ga)(S,Se)2로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 측면은 본 발명에 따른 층 시스템을 갖는 태양 전지, 특히 박막 태양 전지 및 이들 태양 전지를 포함하는 태양 전지 모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 박막 태양 전지는 적어도 다음을 포함한다:
- 기판,
- 기판 상에 배치된 배면 전극,
- 배면 전극 상에 배치된 본 발명에 따른 층 시스템, 및
- 제2 버퍼 층 상에 배치된 전면 전극.
기판은 바람직하게는 금속, 유리, 플라스틱, 또는 세라믹 기판이고, 유리가 바람직하다. 그러나, 다른 투명 캐리어 재료, 특히 플라스틱이 사용될 수 있다.
배면 전극은 유리하게는 몰리브덴(Mo) 또는 다른 금속을 포함한다. 배면 전극의 유리한 실시양태에서, 배면 전극은 흡수체 층과 연결된 몰리브덴 하위층 및 몰리브덴 하위층과 연결된 질화 규소 하위층(SiN)을 갖는다. 이러한 배면 전극 시스템은, 예를 들어, EP 1356528 A1로부터 공지되어 있다.
전면 전극은 바람직하게는 투명한 전도성 산화물(TCO), 특히 바람직하게는 알루미늄-, 갈륨-, 또는 붕소-도핑된 산화 아연 및/또는 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함한다.
본 발명에 따른 태양 전지의 유리한 실시양태에서, 제2 버퍼 층이 버퍼 층과 전면 전극 사이에 배치된다. 제2 버퍼 층은 바람직하게는 비-도핑된 산화 아연 및/또는 비-도핑된 아연 마그네슘 산화물을 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 층 시스템의 제조방법을 포함하며, 여기서 적어도
a) 흡수체 층이 제조되고,
b) 버퍼 층이 흡수체 층 상에 배치되며,
여기서, 버퍼 층은 0.05≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.5이고, 0.6≤x/z≤1.4이며, 1≤y≤2인 NaxIn1SyClz를 함유한다.
편의상, 흡수체 층은 기판 위에 배면 전극 상에 RTP("급속 열 처리") 공정으로 적용된다. Cu(In,Ga)(S,Se)2 흡수체 층의 경우, 전구체 층이 우선 배면 전극을 갖는 기판 상에 침착된다. 상기 전구체 층은 원소 구리, 인듐, 및 갈륨을 포함하고, 이는 스퍼터링에 의해 적용된다. 전구체 층으로 코팅할 때, 예를 들어 EP 715 358 B1로부터 공지된 바와 같이, 특정 나트륨 사용량이 전구체 층 안으로 도입된다. 게다가, 전구체 층은 열 침착에 의해 적용된 원소성 셀레늄을 함유한다. 이들 공정 동안, 기판 온도는 100℃ 미만이어서 원소들은 실질적으로 금속 합금 및 원소성 셀레늄으로서 미반응된 상태로 남아 있다. 이어서, 이러한 전구체 층은 황-함유 분위기에서 신속한 열 처리(RTP)에 의해 반응되어 Cu(In,Ga)(S,Se)2 황동석 반도체를 형성한다.
원칙적으로, 버퍼 층의 제조를 위해, 나트륨 대 염소의 비뿐만 아니라 염화 나트륨 분율 대 황화 인듐 분율의 비가 조절될 수 있는 모든 화학적-물리적 침착 방법이 적절하다.
본 발명에 따른 버퍼 층은 유리하게는 원자 층 침착(ALD), 이온 층 기체 침착(ILGAR), 분사 열분해, 화학적 증기 침착(CVD), 또는 물리적 증기 침착(PVD)에 의해 흡수체 층 상에 적용된다. 본 발명에 따른 버퍼 층은 바람직하게는 스퍼터링, 열 침착, 또는 전자 빔 침착에 의해, 특히 바람직하게는 염화 나트륨 및 황화 인듐을 위한 별도의 소스로부터 침착된다. 황화 인듐은 인듐 및 황을 위한 별도의 소스로부터 또는 In2S3 화합물 반도체 재료를 갖는 하나의 소스로부터 증발될 수 있다. 다른 황화 인듐(In5S6/S7 또는 InS)이 또한 황 소스와 조합하여 가능하다.
본 발명에 따른 버퍼 층은 유리하게는 진공 방법으로 침착된다. 진공 방법은 특히, 진공 하에 산소 또는 수산화물의 도입이 방지된다는 장점을 갖는다. 버퍼 층에서 수산화물 성분은 열과 빛의 영향 하에 효율 면에서 트랜션트(transient)의 원인이 되는 것으로 생각된다. 또한, 진공 방법은 이 방법이 습식 화학 없이 수행되고 표준 진공 코팅 장치가 사용될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 특히 유리한 실시양태에서, 염화 나트륨은 하나의 소스로부터 증발되고 황화 인듐(In2S3)은 별도의 제2 소스로부터 증발된다. 침착 소스의 배치는 바람직하게는 소스의 스팀 빔이 겹치도록 실행된다. 본 명세서의 문맥에서 "스팀 빔"이란, 기판 상에 증발된 재료를 침착하기 위해 침착 속도 및 균일성 면에서 기술적으로 적절한 소스 유출구의 전방 대역을 의미한다. 소스는, 예를 들어 이퓨젼 셀(effusion cell), 또는 열 증발기, 레지스탄스 히터(resistance heater), 전자 빔 증발기 또는 선형 증발기의 보트(boat) 또는 도가니(crucible)이다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 실시양태에서, 흡수체 층은 인-라인 방법 또는 회전 방법으로 염화 나트륨의 스팀 빔과 황화 인듐 또는 인듐 및 황의 스팀 빔을 지나 전달된다. 스팀 빔은 바람직하게는 완전히 또는 부분적으로 겹친다.
본 발명에 따른 방법의 대안적인 실시양태에서, 제2 단계 b)에서, 염화 나트륨 화합물을 우선 흡수체 층 상에 침착한다. 예를 들어, 염화 나트륨이 이퓨젼 셀 밖으로 증발된다. 증발되는 염화 나트륨의 양은 천공을 개폐함으로써 또는 온도 제어에 의해 제어된다. 이어서, 추가의 단계에서, 황화 인듐의 버퍼 층이 바람직하게는 진공 중단없이 염화 나트륨으로 코팅된 흡수체 층 상에 침착된다.
본 발명의 또 다른 측면은 박막 태양 전지 또는 태양광 모듈에서 본 발명에 따른 층 시스템의 용도를 포함한다.
본 발명을 도면 및 실시예를 참조로 다음과 같이 상세히 설명한다. 도면은 규격에 완전히 맞는 것은 아니다. 본 발명은 도면에 의해 어떠한 식으로도 제한되지 않는다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 층 시스템을 갖는 본 발명에 따른 박막 태양 전지의 도식적인 단면도이고,
도 2는 비교실시예와 본 발명에 따른 층 시스템의 효율의 측정을 묘사하고,
도 3A는 본 발명에 따른 층 시스템 상의 효율의 측정을 묘사하고,
도 3B는 본 발명에 따른 층 시스템 상의 개방 회로 전압의 측정을 묘사하고,
도 4는 본 발명에 따른 버퍼 층 상의 나트륨 대 염소의 비의 측정을 묘사하고,
도 5는 본 발명에 따른 층 시스템 상의 나트륨 대 염소의 비의 측정을 묘사하고,
도 6은 본 발명에 따른 층 시스템의 향상의 도식적인 단면도이고,
도 7은 흐름도를 참조로 한 본 발명에 따른 공정 단계의 예시적인 실시양태이고,
도 8은 본 발명에 따른 버퍼 층을 제조하기 위한 인-라인 방법의 도식적인 묘사이고,
도 9는 본 발명에 따른 버퍼 층을 제조하기 위한 회전 방법의 도식적인 묘사이다.
도 1은 본 발명에 따른 층 시스템(1)을 갖는 본 발명에 따른 박막 태양 전지(100)의 바람직한 예시적인 실시양태를 단면도로 순전히 도식적으로 묘사한다. 박막 태양 전지(100)는 기판(2) 및 배면 전극(3)을 포함한다. 본 발명에 따른 층 시스템(1)은 배면 전극(3) 상에 배치된다. 본 발명에 따른 층 시스템(1)은 흡수체 층(4) 및 버퍼 층(5)을 포함한다. 제2 버퍼 층(6) 및 전면 전극(7)은 층 시스템(1) 상에 배치된다.
여기서, 기판(2)은, 예를 들어 무기 유리로 제조되고, 이것과 함께 충분한 안정성뿐만 아니라 박막 태양 전지(100)의 제조 동안 수행된 공정 단계에 상대적으로 불활성 거동을 갖는 다른 절연 재료, 예를 들어, 플라스틱, 특히 중합체 또는 금속, 특히 금속 합금을 사용하는 것이 역시 가능하다. 층 두께 및 특정 재료 성질에 따라, 기판(2)은 강성 플레이트 또는 가요성 필름으로서 형성될 수 있다. 본 예시적인 실시양태에서, 기판(2)의 층 두께는 예를 들어 1 mm 내지 5 mm이다.
배면 전극(3)은 기판(2)의 광-도입 측 표면 상에 배치된다. 배면 전극(3)은 예를 들어, 불투명한 금속으로부터 제조된다. 예를 들어, 증기 침착 또는 자기장-보조된 캐쏘드 스퍼터링에 의해 기판(2) 상에 침착될 수 있다. 배면 전극(3)은 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti)으로 제조되거나, 이러한 금속, 예를 들어 몰리브덴(Mo)과의 다층 시스템으로 이루어진다. 배면 전극(3)의 층 두께는 이 경우 1 ㎛ 미만, 바람직하게는 300 nm 내지 600 nm의 범위이고, 예를 들어, 500 nm이다. 배면 전극(3)은 박막 태양 전지(100)의 후방 측 접속부로서 기능한다. 예를 들어, Si3N4, SiON, 또는 SiCN로 제조된 알칼리성 배리어가 기판(2)과 배면 전극(3) 사이에 배치될 수 있다. 이는 도 1에 상세히 나타내지 않는다.
본 발명에 따른 층 시스템(1)은 배면 전극(3) 상에 배치된다. 층 시스템(1)은 예를 들어 Cu(In,Ga)(S,Se)2로 제조된 흡수체 층(4)을 포함하고, 이는 배면 전극(3) 상에 직접 적용된다. Cu(In,Ga)(S,Se)2로 제조된 흡수체 층(4)은 예를 들어 도입부에 설명된 RTP 공정으로 침착되었다. 흡수체 층(4)은 예를 들어 1.5 ㎛의 두께를 갖는다.
버퍼 층(5)은 흡수체 층(4) 상에 배치된다. 버퍼 층(5)은 예를 들어 0.05≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.5이고, 1.3≤y≤1.5이며, 0.6≤x/z≤1.4이고, 예를 들어 Na0.2In1S1.4Cl0.2인 NaxIn1SyClz를 함유한다. 버퍼 층(5)의 층 두께는 20 nm 내지 60 nm이고 예를 들어 30 nm이다.
제2 버퍼 층(6)은 버퍼 층(5) 위에 배치될 수 있다. 버퍼 층(6)은 예를 들어, 비-도핑된 산화 아연(i-ZnO)을 포함한다. 전방-측 접속부로서 기능하고 가시 스펙트럼 범위에서 방사선에 투명한 전면 전극(7)("윈도우 층")은 제2 버퍼 층(6) 위에 배치된다. 통상적으로, 도핑된 산화 금속(TCO = 투명한 전도성 산화물), 예를 들어 n 전도성, 알루미늄(Al)-도핑된 산화 아연(ZnO), 붕소(B)-도핑된 산화 아연(ZnO), 또는 갈륨(Ga)-도핑된 산화 아연이 전면 전극(7)을 위해 사용된다. 전면 전극(7)의 층 두께는 예를 들어, 대략 300 내지 1500 nm이다. 환경적 영향으로부터 보호하기 위해, 예를 들어 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 또는 DNP로 제조된 플라스틱 층(캡슐화 필름)이 전면 전극(7)에 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 낮은 철 함량을 갖는 여분의 화이트 유리(전방 유리)로부터 제조되고 예를 들어 1 내지 4 mm의 두께를 갖는, 태양광에 대해 투과성인 커버 플레이트가 제공될 수 있다.
박막 태양 전지 또는 박막 태양광 모듈의 개시된 구조가 예를 들어 시판되는 박막 태양 전지 또는 박막 태양광 모듈로부터 당업자에게 잘 공지되어 있고, 또한 특허 인쇄물에서 수 많은 출간된 문헌에, 예를 들어 DE 19956735 B4에 이미 개시되어 있다.
도 1에 묘사된 기판 구성에서, 배면 전극(3)은 기판(2)에 인접한다. 층 구조물(1)은 또한 수퍼스트레이트(superstrate) 구성을 가질 수 있는 것으로 이해되며, 여기서 기판(2)은 투명하고 전면 전극(7)이 광-도입 측으로부터 멀리 있는 기판(2)의 표면 상에 배치된다.
층 시스템(1)은 집적되고 연속적으로 연결된 박막 태양 전지(100)의 생산을 위해 사용될 수 있고, 층 시스템(1), 배면 전극(3) 및 전면 전극(7)은 다양한 패턴화 라인(배면 전극을 위해서는 "P1", 전면 전극/배면 전극 접속부를 위해서는 "P2", 및 전면 전극의 분리를 위한 "P3")에 의해 자체 공지된 방식으로 패턴화된다.
도 2는 본 발명에 따른 층 시스템(1) 및 선행 기술에 따른 두 개의 비교실시예를 사용한 박막 태양 전지(100)의 효율의 도식을 나타낸다. 본 발명에 따른 실시예는 도 1로부터 구조물에 따른 박막 태양 전지(100)를 함유한다. 박막 태양 전지(100)는 유리로 제조된 기판(2)뿐만 아니라 Si3N4 배리어 층 및 몰리브덴 층으로 제조된 배면 전극(3)을 함유한다. 상기 설명한 RTP 공정에 따라 침착된 Cu(In,Ga)(S,Se)2로 제조된 흡수체 층(4)이 배면 전극(3) 위에 배치된다. NaxIn1SyClz 버퍼 층(5)이 흡수체 층(4) 위에 배치된다. 버퍼 층(5)의 층 두께는 50 nm이다. 비-도핑된 산화 아연을 함유하는 100 nm-두께 제2 버퍼 층(6)이 버퍼 층(5) 위에 배치된다. n-전도성 산화 아연을 함유하는 1200-nm-두께 전면 전극(7)이 제2 버퍼 층(6) 위에 배치된다. 박막 태양 전지(100)의 표면적은 1.4 ㎠이다. 본 발명에 따른 NaxIn1SyClz 버퍼 층을 갖는 전지는 NaCl로부터 6.5 원자-% 나트륨으로 제조되었다. 황 및 인듐의 양의 비 y는 대략 1.35이었다. 나트륨 및 인듐의 양의 비 x는 대략 0.18이었다. 경험을 기준으로, 염화 나트륨으로부터 버퍼 층(5)의 제조시 나트륨 및 염소의 양의 비 x/z는 대략 1.0이다. 박막 태양 전지(100)의 특징적인 데이타는 582 mV의 높은 개방 회로 전압 Voc 및 70.8%의 양호한 충실도(filling factor) FF를 나타낸다. 측정으로 14.2%의 평균 효율 및 14.5%의 최대 효율을 수득하였다. 도 2에서, 평균 효율은 각각의 경우 검정색 바아로 나타낸다. 비교실시예 1은 선행 기술에 따른 CdS 버퍼 층을 함유한다. 비교실시예 1상에 측정으로 13.6%의 평균 효율 및 14.2%의 최대 효율을 수득하였다. 비교실시예 2는 출발 물질로부터 불순물로서 < 0.5 원자-%의 할로겐 함량을 갖는 황화 인듐으로 제조된 선행 기술에 따른 버퍼 층을 함유한다. 비교실시예 2에 대해 측정하여 13.1%의 평균 효율 및 13.6%의 최대 효율을 수득하였다. 도 2는 본 발명에 따른 실시예가 선행 기술에 따른 비교실시예 1 및 2보다 뚜렷하게 더 높은 최대 효율 및 뚜렷하게 더 높은 평균 효율을 갖는다는 것을 나타낸다.
도 3A는 효율의 측정을 나타내고, 도 3B는 지수 x의 함수로서, 즉 나트륨과 인듐의 양의 비의 함수로서 개방 회로 전압의 측정을 나타낸다. 버퍼 층(5)에서 나트륨을 전혀 함유하지 않는 선행 기술에 따른 층 구조물 상에서 x=0에서 측정은 비교실시예로서 기능한다. 비교실시예의 효율은 대략 9.7%이고 개방 회로 전압은 대략 512 mV이다. 본 발명에 따라 0.1≤x<0.2이고 0.2<x≤0.3을 갖는 층 구조물(1)에 대해, 예상 밖으로 12.9% 내지 13.4%의 범위의 뚜렷하게 더 높은 효율과 540 mV 내지 578 mV의 범위의 뚜렷하게 더 높은 개방 회로 전압을 측정할 수 있었다. 본 발명에 따른 층 구조물(1)은 비교실시예보다 뚜렷하게 더 높은 효율을 나타내었다.
도 4는 러더포드-백-스캐터링(Rutherford-Back-Scattering; RBS)을 사용하여 염소에 대한 나트륨의 양의 비 x/z의 측정을 나타낸다. 이러한 비를 분석하기 위해, 대략 40 nm의 층 두께를 갖는 얇은 버퍼 층을 염화 나트륨과 황화 인듐의 공-침착에 의해 제조하였다. 비 x/z를 버퍼 층(5)에서 나트륨의 몰 분율 원자-%에 대해 도시한다. 0.3 원자-% 내지 9 원자-%의 나트륨의 몰 분율에서 큰 범위의 변화에 대해, 비 x/z는 단지 약간만 변화하였다. 따라서, 5 원자-%의 나트륨 분율에 대한 비 x/z는 대략 1.01이고 9 원자-%의 나트륨 분율에 대해서는 대략 1.06이다. 염화 나트륨의 침착에 의해, 나트륨 및 염소가 출발 재료 염화 나트륨에서와 실제로 동일한 비로 황화 인듐 안으로 도입된다고 결론지을 수 있다. 값 1로부터 비 x/z의 편차가 측정 또는 준비 에러에 의해 야기될 수 있고, 특히 층들이 흡습성이고 대략 40 nm로 매우 얇기 때문이다.
도 5는 본 발명에 따른 박막 태양 전지(100)에서 나트륨의 다양한 양에 대해 나트륨 대 염소의 비를 나타낸다. 이를 위해, 박막 태양 전지(100)를 몰리브덴-배면 전극(3), Cu(In,Ga)(S,Se)2 흡수체 층(4), NaxIn1SyClz 버퍼 층(5), 및 ZnO 전면 전극(7)으로 제조하였고, 여기서 버퍼 층(5)에서 나트륨 양은 다양하였다. 이어서, 박막 태양 전지(100)를 2차 이온 질량 분광분석계(SIMS)로 조사하였다. 원소 프로파일을 전체 전지 및 통합된 계수율(count rate)을 통해 기록하였다. 나트륨/염소에 대한 SIMS 계수율 비를 수직 축 상에 도시한다. 흡수체 층(4)의 나트륨 계수율 빼기 나트륨 양을 수평 축 상에 도시한다. 도 5는 나트륨의 상이한 도입된 양에 대해 나트륨/염소의 실제로 일정한 계수율 비를 나타낸다. 나트륨 및 염소의 비는 항상 측정 정확도의 범위 안에 있고 도입된 나트륨의 분율과 무관하다. 이는 흡수체 층(4)의 나트륨 분율이 버퍼 층(5) 안에서 나트륨 분율에 비해 작고 나트륨이 흡수체 층(4) 또는 기판(2)으로부터 버퍼 층(5) 안으로 거의 또한 전혀 확산되지 않는다는 사실에 의해 설명될 수 있다. 동시에, 버퍼 층(5)으로부터 나트륨의 밖으로의 확산이 거의 또는 전혀 발생하지 않는다. 도 5에 도시된 비 값은 몰비가 아니며, 계수율이 눈금이 매겨지지 않기 때문에 임의적인 단위로 도시된다.
도 6은 본 발명에 따른 층 구조물(1)을 갖는 본 발명에 따른 박막 태양 전지(100)의 대안적인 실시양태를 나타낸다. 기판(2), 배면 전극(3), 흡수체 층(4), 제2 버퍼 층(6), 및 전면 전극(7)은 도 1 하에 언급한 것에 상응한다. 버퍼 층(5)은 버퍼 층(5)의 층 두께 s에 걸쳐 염소 분율에서 구배를 갖는다. 염소 분율은, 그들의 산화 상태와 상관 없이 버퍼 층(5)에 존재하는 모든 염소 원자의 분율을 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 묘사한다. 제1 단계에서, 흡수체 층(4)이 예를 들어 Cu(In,Ga)(S,Se)2 반도체 재료로부터 제조된다. 제2 단계에서, 나트륨 및 염소, 예를 들어 염화 나트륨, 및 황화 인듐의 버퍼 층(5)이 침착된다. 버퍼 층(5)에서 개별적인 성분의 비는 예를 들어, 침착 속도의 제어에 의해, 예를 들어 천공에 의해 또는 온도 제어에 의해 조절된다.
추가의 공정 단계에서, 제2 버퍼 층(6) 및 전면 전극(7)이 버퍼 층(5) 상에 침착될 수 있다. 게다가, 박막 태양 전지(100) 또는 태양광 모듈을 형성하기 위해 층 구조물(1)이 연결되고 접속될 수 있다.
도 8은 NaxIn1SyClz로 제조된 본 발명에 따른 버퍼 층(5)을 제조하기 위한 인-라인 방법의 도식적인 묘사를 나타낸다. 인-라인 방법에서, 배면 전극(3) 및 흡수체 층(4)을 갖는 기판(2)이 예를 들어 2개의 염화 나트륨 소스(8) 및 2개의 황화 인듐 소스(9)의 스팀 빔(11,12)을 지나 전달된다. 수송 방향은 참고 부호 10으로 화살표로 표시된다. 소스(8,9)는 염화 나트륨 소스(8)의 스팀 빔(11)과 황화 인듐 소스(9)의 스팀 빔(12)이 겹치면서 교호적으로 배치된다. 이러한 방식으로, 흡수체 층(4)은 혼합된 염화 나트륨과 황화 인듐의 다수의 박층들로 코팅된다. 염화 나트륨 소스(8) 및 황화 인듐 소스(9)는 예를 들어, 그로부터 염화 나트륨 또는 황화 인듐이 열적으로 기화되는 이퓨젼 셀이다. 대안적으로, 스팀 빔(11,12)의 발생의 임의의 다른 형태가, 나트륨, 염소, 인듐 및 황의 몰 분율의 비가 제어될 수 있는 한 버퍼 층(5)의 침착에 적절하다. 대안적인 소스는 예를 들어 선형 증발기로부터의 보트 또는 전자 빔 증발기로부터의 도가니이다.
본 발명에 따른 방법의 수행을 위한 대안적인 장치에서, 염화 나트륨(8) 및 황화 인듐(9)의 다수의 소스가 예를 들어 체스판 정렬로 2차원적으로 교호적으로 배치된다.
도 9는 회전 방법의 상기 예를 사용하여 본 발명에 따른 방법의 또 다른 대안적인 실시양태를 묘사한다. 배면 전극(3)과 흡수체 층(4)을 갖는 기판(2)은 예를 들어 시험편 카루셀(carousel) 상에 회전가능한 시험편 지지체(13) 상에서 배치된다. 염화 나트륨(8)과 황화 인듐(9)의 교호적으로 배치된 소스는 시험편 지지체(13) 아래에 위치된다. 본 발명에 따른 버퍼 층(5)의 침착 동안, 시험편 지지체(13)가 회전한다. 따라서, 기판(2)이 스팀 빔(11,12) 안으로 움직이고 코팅된다.
회전가능한 시험편 지지체(13) 상에 회전 기판(2)을 사용하는 랩 공정 및 염화 나트륨(8) 및 황화 나트륨(9)의 증발기 소스 하에 기판(2)의 선형 공급을 사용하는 공업용 인-라인 방법 모두에서, 침착 속도 및 소스(8,9)의 배치는, 흡수체 층(4)이 우선 염화 나트륨의 높은 분율로 코팅되도록 선택될 수 있다. 이는 도 6에 묘사된 바와 같이, 결과적으로 버퍼 층(5)에서 흡수체 층(4)과의 계면 상에서 유리한 염소 구배를 형성할 수 있다.
염화 나트륨으로부터 황화 인듐 버퍼 층(5)으로의 나트륨 및 염소의 도입은 다수의 특별한 장점을 갖는다. 염화 나트륨은 무독성이고 경제적이며 이미 언급한 바와 같이, 열적 방법을 사용하여 용이하게 적용될 수 있다. 열 침착 동안, 염화 나트륨은 NaCl 분자로서 증발하고 나트륨 및 염소로 해리되지 않는다. 이는 증발 동안, 독성이면서 부식성인 염소가 전혀 발생하지 않는다는 특별한 장점을 갖는다.
염화 나트륨으로부터 나트륨 및 염소의 도입은 제조 기술 관점으로부터 부가적인 장점을 제공한다. 하나의 물질 만이 증발되어야 하고, 따라서 NaCl/ZnS/In2S3와 같은 물질의 가능한 혼합물에 비해 공정을 상당히 간략화한다. 나트륨의 증기압 곡선이 예를 들어 문헌[C.T. Ewing, K.H. Stern, "Equilibrium Vaporization Rates and Vapor Pressures of Solid and Liquid Sodium Chloride, Potassium Chloride, Potassium Bromide, Cesium Iodide, and Lithium Fluoride", J. Phys. Chem., 1974, 78, 20, 1998-2005]으로부터 공지되어 있고, 열적 증기 침착 공정은 온도에 의해 용이하게 제어될 수 있다. 또한, 염화 나트륨의 증기 침착을 위한 배치는 기존의 열적 황화 인듐 코팅 장치 안으로 용이하게 통합될 수 있다.
상기 평가로부터, 본 발명에 의해, 이전에 사용된 CdS 버퍼 층 또는 대안적인 버퍼 층의 단점이 박막 태양 전지에서 극복되었고, 이를 사용하여 제조된 박막 태양 전지의 효율 및 안정성이 매우 우수하거나 더욱 우수하다는 것이 뚜렷해졌다. 동시에, 상기 제조 방법은 경제적이고, 효과적이며, 환경적으로 안전하다.
본 발명에 따른 층 시스템으로, 종래의 CdS 버퍼 층을 갖는 것과 비교하여 양호한 태양 전지 특성이 수득될 수 있다는 것이 입증되었다. 본 발명에 따른 구조물로, 14.5% 이하의 높은 효율을 수득할 수 있었다. 이는 당업자에게 기대하지 못했던 것이고 놀라운 것이었다.
참고 부호
1 층 시스템
2 기판
3 배면 전극
4 흡수체 층
5 버퍼 층
6 제2 버퍼 층
7 전면 전극
8 염화 나트륨 소스
9 황화 인듐 소스
10 수송 방향
11 염화 나트륨 스팀 빔
12 황화 인듐 스팀 빔
13 시험편 지지체
100 박막 태양 전지
s 층 깊이

Claims (20)

  1. 칼코게나이드 화합물 반도체를 함유하는 흡수체 층(4),
    흡수체 층(4) 상에 배치된 버퍼 층(5)을 포함하고,
    여기서, 버퍼 층(5)이 0.05≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.5이고, 0.6≤x/z≤1.4이며, 1≤y≤2인 NaxIn1SyClz를 함유하는 박막 태양 전지(100)를 위한 층 시스템(1).
  2. 제1항에 있어서, 0.1≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.3인 층 시스템(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 0.8≤x/z≤1.2인 층 시스템(1).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1.3≤y≤1.5인 층 시스템(1).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버퍼 층(5)이 10 nm 내지 100 nm의 층 두께를 갖는 층 시스템(1).
  6. 제5항에 있어서, 버퍼 층(5)이 20 nm 내지 60 nm의 층 두께를 갖는 층 시스템(1).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버퍼 층(5)이 산소의 분율 ≤10 원자-% 및/또는 구리의 분율 ≤10 원자-%를 함유하는 층 시스템(1).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버퍼 층(5)에서 나트륨 및 염소의 분율이 일정하지 않은 깊이 프로파일을 갖는 층 시스템(1).
  9. 제8항에 있어서, 버퍼 층(5)에서 나트륨 및 염소의 몰 분율이 흡수체 층(4)을 향하는 표면으로부터 버퍼 층(5)의 내부로 갈수록 감소하는 구배를 갖는 층 시스템(1).
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 칼코게나이드 화합물 반도체가 Cu2ZnSn(S,Se)4 또는 Cu(In,Ga,Al)(S,Se)2를 함유하는 층 시스템(1).
  11. 제10항에 있어서, 칼코게나이드 화합물 반도체가 CuInSe2, CuInS2, Cu(In,Ga)Se2 또는 Cu(In,Ga)(S,Se)2를 함유하는 층 시스템(1).
  12. - 기판(2),
    - 기판(2) 상에 배치된 배면 전극(3),
    - 배면 전극(3) 상에 배치된, 제1항 또는 제2항에 따른 층 시스템(1), 및
    - 층 시스템(1) 상에 배치된 전면 전극(7)을 포함하는, 박막 태양 전지(100).
  13. 제12항에 있어서, 제2 버퍼 층(6)이 버퍼 층(5)과 전면 전극(7) 사이에 배치되는 박막 태양 전지(100).
  14. 제13항에 있어서, 제2 버퍼 층(6)이 비-도핑된 산화 아연 및 비-도핑된 아연 마그네슘 산화물 중 하나 이상을 함유하는 박막 태양 전지(100).
  15. a) 칼코게나이드 화합물 반도체를 함유하는 흡수체 층(4)의 제조,
    b) 버퍼 층(5)을 흡수체 층(4) 상에 배치
    를 포함하고,
    여기서, 버퍼 층(5)이 0.05≤x<0.2 또는 0.2<x≤0.5이고, 0.6≤x/z≤1.4이며, 1≤y≤2인 NaxIn1SyClz를 함유하는, 박막 태양 전지(100)를 위한 층 시스템(1)의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 단계 b)에서 염화 나트륨 및 황화 인듐이 원자 층 침착(ALD), 이온 층 기체 침착(ILGAR), 분사 열분해(spray pyrolysis), 화학적 증기 침착(CVD) 또는 물리적 증기 침착(PVD), 스퍼터링, 열 침착, 또는 전자 빔 침착에 의해 흡수체 층(4) 상에 적용되는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 단계 b)에서 염화 나트륨 및 황화 인듐이 염화 나트륨(8) 및 황화 인듐(9)을 위한 별도의 소스로부터 흡수체 층(4) 상에 적용되는 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 흡수체 층(4)이 염화 나트륨의 하나 이상의 스팀 빔(11) 및 황화 인듐의 하나 이상의 스팀 빔(12)을 지나 인-라인 방법 또는 회전 방법으로 전달되는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 스팀 빔(11,12)이 부분적으로 겹치는 방법.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서, 박막 태양 전지(100) 또는 태양 전지 모듈에 사용되는 것을 특징으로 하는 층 시스템(1).
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